基于超表面的宽带太赫兹热释电探测器设计

为了解决传统太赫兹（THz）探测器吸收效率低,频率范围小的问题,提出将双层超表面吸收阵列结构与钽酸锂热释电探测器相贴合,构成宽带太赫兹超表面热释电探测器。采用MATLAB和CST联合仿真的优化方法对超表面结构进行按需优化;使用ANSYS对热释电探测器进行仿真分析,得到敏感层、绝热层等特征参数对太赫兹热释电探测器的温度变化率以及响应电流的影响。结果表明,采用超表面阵列结构提高了全THz波段的探测性能,凳型热释电探测器在给定条件下的平均热释电电流输出为31.52 pA。使用超表面作为吸收结构可以使热释电探测器具有连续且高效的吸波特性,为宽带太赫兹探测器的设计提供参考。     

一种新型DGS宽带带通滤波器

文章提出了一种新型对称开口谐振环缺陷地结构(defected ground structure,DGS)带通滤波器,该滤波器具有低插损、宽带、小型化、易加工等特点。该文对开口谐振环DGS单元进行了分析,并在此基础上设计并制作了含3个对称开口谐振环DGS宽带带通滤波器。仿真和测试结果表明:该带通滤波器的插入损耗为0.9dB,回波损耗为-12.5dB,相对带宽为7%。     

基于超材料的太赫兹角度滤波器研究

提出了一种基于超材料的太赫兹低通角度滤波器,该角度滤波器是一种仅允许法向入射太赫兹波透过而将其他方向传播太赫兹波滤除的器件,其结构为螺旋的左右对称开口的金属双环.仿真结果表明,在0.94 THz频率处,该器件的透射效果随着入射角的增大明显降低,且对法向入射的透射率达到94.4％,3 dB角域带宽达到25.0°.所提出的太赫兹角度滤波器在角度波谱分析、雷达数据处理、隐私保护、高信噪比检测器等领域具有重要的应用前景.     

加载二氧化钒的太赫兹宽带可调超材料吸波体设计

为了实现太赫兹波调制器件对太赫兹波的快速响应,设计一种基于二氧化钒(VO_2)电阻膜的太赫兹波段宽带可调谐超材料吸波体,研究不同温度时吸波体的吸收率,并通过监控表面电流分布,分析吸波体宽带吸收以及可调吸收的机理。结果表明:吸波体在温度为35℃时表现出宽带吸收特性,吸收率大于90%的频段频率为6.508～9.685 THz,带宽为3.177 THz,通过改变温度可以实现吸波体吸收率的调控;该吸波体对电磁波的吸收具有极化不敏感和宽角度吸收的特点。     

太赫兹等离子体激元增强传感研究进展

太赫兹作为一个大多数有机分子和生物大分子的振动和转动频率所在位置,已引起全社会的高度关注.近年来,随着太赫兹源和探测技术的不断发展更新,使得获取稳定的宽带太赫兹脉冲源成为一种常规技术.然而,相比于太赫兹波波长,由于分子的吸收截面非常小,导致微弱的相互作用,很难根据太赫兹特征光谱的变化对物质进行种类判定或定量分析的传感检测.如何增强太赫兹光谱技术的传感灵敏度,快速便捷地实现微量样品的检测,是太赫兹传感亟待解决的现实问题.电磁超表面凭借其独特的共振电场增强效应为解决这一问题提供了很好的解决方案.太赫兹等离子体激元增强传感研究自2000年起其发展已有了长足的进步,多种基于不同电磁超表面的太赫兹增强传感创新技术与方法被相继提出.本研究重点介绍这些针对太赫兹传感增强提出的表面等离子体共振传感器的最新研究进展,并详细指出它们的优势和不足.在此基础上总结了太赫兹增强传感的研究工作,并对其未来的发展方向进行展望.     

室温下中草药的太赫兹谱分析

本文采用太赫兹时域光谱技术对三七和甘草两种中药材进行了光谱测试,得到了样品在0.2～1.6THz波段的吸收谱。理论计算与太赫兹技术测量得到吸收峰位置很好吻合。研究结果为利用太赫兹时域光谱技术鉴定中药材提供了有益的借鉴。     

GaP晶体辐射太赫兹波物理机制的理论研究

基于耦合场量子的角度研究GaP晶体辐射太赫兹波的物理机制,报道了一种分析非线性光学晶体产生太赫兹波的方法。GaP晶体产生太赫兹波的物理基础在于它的耦合场量子色散曲线。采用了密度泛函理论,并结合耦合量子色散关系,得到GaP晶体的耦合场量子色散曲线。当散射角为2°~11°时,色散曲线的一部分落在太赫兹频段（2.5~9.1THz）,表明了GaP晶体在理论上能够辐射出频率范围为2.5~9.1THz的宽带太赫兹电磁波。     

多层电磁超材料在太赫兹技术中的应用研究进展

基于电磁超材料的电磁谐振通过合理设计可以实现太赫兹波段的频率响应,为太赫兹波调控开辟了新的道路,特别是利用多层电磁超材料设计的太赫兹功能器件.本文综述了当前国内外基于多层电磁超材料在太赫兹波段技术的应用研究进展,分类介绍了其在太赫兹滤波器、吸收器、偏振器等方面的应用,最后对多层超材料在太赫兹技术应用的发展趋势作了探讨.     

P波段数控电调带通滤波器的设计

研究了一种基于P波段的新型电调谐带通滤波器,采用前、后预选滤波器及中间运算放大器的结构。数字信号通过数模转换器和运算放大器实现数字信号与直流电压的转换,调谐变容二极管,调节带通滤波器的中心频率。实现了一个由8位二进制码控制的中心频率在悬50-110 MHz范围连续可调的电调谐带通滤波器,测试结果符合设计要求。     

基于VO_2相变原理的多频谱可调超材料吸波体设计

利用二氧化钒(VO_2)绝缘体相-金属相的相变特性,将VO_2与超材料吸波体相结合设计了一种多频谱可调超材料吸波体.采用CST Microwave Studio软件对其在太赫兹波段和红外波段的吸收率曲线进行仿真模拟,仿真结果表明,当温度设置为高温状态(80℃)时,VO_2表现为金属相,此时在太赫兹波段表现为超吸收的特性;而当温度设置为低温状态(40℃)时,VO_2表现为绝缘体相,此时在红外波段表现为超吸收的特性;随后分别仿真模拟了VO_2为金属相时VO_2十字架臂长和VO_2为绝缘相时金属十字架臂长对吸波体吸收特性的影响;最后对该吸波体表面电流分布及内部的空间电场进行仿真与分析,并阐述了其电磁吸波及多频谱可调的机理.最终结果表明该超材料吸波体可以通过改变温度分别实现对太赫兹波段和红外波段的超吸收,在多频谱隐身、多频谱探测和多频谱通信等领域具有潜在的应用价值.     

基于石墨烯和超表面的EIT-Like太赫兹调制器

设计一种基于石墨烯与超表面相结合的类电磁诱导透明(EIT-Like)太赫兹主动调制器。研究结果表明：当石墨烯的费米能级从0.1 eV增加到0.9 eV时,透射振幅呈现下降趋势,并且出现红移现象,最后趋于平缓;同时,实现太赫兹波透射振幅调制深度达到301.6%,调制频率为70 GHz。该设计为太赫兹调制器提供了一种新途径,在太赫兹通信等领域具有潜在的应用前景。     

基于Multisim 8的RC有源模拟滤波器的设计和仿真分析

详细介绍了常用的RC有源滤波器的两种结构及其设计步骤．以第一种VCVS结构为例,设计了基于巴特沃斯逼近的带通滤波器,并介绍了一款最新的常用的电子设计和仿真软件Multisim 8,利用其强大的功能对设计的带通滤波器进行了理论分析和验证．     

二阶OTA—C滤波器的设计与分析

提出了二阶OTA—C滤波器的一种系统的设计与分析方法,根据这种方法对二阶低通、高通、带通、带阻和全通滤波器作了系统的讨论.通过计算机模拟程序SPICE—Ⅱ和实验测试,证实了该设计方法与理论分析是正确的.     

一种小型化超宽带微带带通滤波器

研究一种小型化超宽带微带带通滤波器。该滤波器采用2个开路枝节线和2个短路枝节线,其中开路枝节和短路枝节两两组成枝节线对。在2个枝节线对之间,利用一段均匀微带线进行连接。滤波器的输入输出采用直接馈电的设计,以保证宽带滤波器所需的强耦合。通过对该滤波器的参数进行仿真研究,设计实现了一个带宽在110％左右的超宽带滤波器。试制样品的测试结果与仿真结果吻合良好,表明该滤波器在中心频率为1．90GHz时,可实现103oA的相对带宽。通带内的最小插入损耗为0．20dB（在1．52GHz处）,匹配均优于-20dB。第一个寄生通带的频率高于6GHz,是中心频率的3．2倍左右,而且该滤波器的电尺寸小,在其通带中心频率处,只有0．21×0．18λg^2     

超宽带微带带通滤波器的设计

为了设计小型化、低插入损耗、宽阻带的滤波器,本文基于缺陷微带结构(defected microstrip structure,DMS)提出一种新型H形DMS结构微带滤波器,利用DMS结构与1/4波长终端短路谐振器设计制作一种小型超宽带微带带通滤波器,并用ADS(advanced design system)软件对该滤波器进行分析及仿真验证,且对所设计的滤波器进行实物加工测试。测试结果表明,该滤波器的相对带宽达到了116%,阻带在-20dB以下的频段为12~19GHz,其宽度达到了7GHz,与理论分析基本一致。该滤波器尺寸为13.7mm×6.8mm,同时还具有插入损耗小、结构简单紧凑等优点。     

三线耦合宽带滤波器CAA与设计制作

本文用计算机详细分析了三线平行耦合线拓扑网络的带通特性,给出了有意义的程序框图和分析结果。在此基础上进行了频率为6 GHz的三线平行耦合带通滤波器的设计制作与调试,分析了产生误差的原因。结果表明,理论分析与实测结果是一致的。这种接近倍频程的新型宽带滤波器在工程上有很好的应用前景。     

一种具有四阶级联结构的ⅡR数字滤波器的设计

应用虚拟仪器LabVIEW软件设计二级四阶级联型结构的椭圆带通ⅡR数字滤波器,对它的-3 dB带宽、Q值、阻带衰减等主要指标进行测量,并与在相同条件下设计的贝塞尔、巴特沃斯、切比雪夫等其他3种数字滤波器进行性能比较.在此基础上,应用这几种滤波器对一带谐的标准语音主信号进行测试,比较其滤除谐波的效果,得出:椭圆滤波器具有更优越的带通性能.     

基于高通滤波器的FIR带通滤波器的设计与仿真

详细分析了高通滤波器与带通滤波器的冲击响应函数和幅频响应函数之间的关系,提出了一种新的带通滤波器的设计方法,利用带通滤波器的冲击响应(或幅频响应)等于两个不同截止频率的高通滤波器的冲击响应(或幅频响应)之差设计带通滤波器,并给出了仿真结果。与传统的设计方法相比,该方法设计简单、运算量少、灵活性强,为带通滤波器的设计提供了一种新思路。     

基于Dirac半金属和水的宽带太赫兹吸波体

本文提出了一种基于体Dirac半金属(BDS)和水的太赫兹(THz)双可调谐宽带超材料吸波体.与传统的单控吸振器不同,此吸波体可以通过温度和费米能级进行调节.模拟结果表明,当水和BDS的温度和费米能级分别调整在15℃和30 meV时,吸波体在2.97～6.11 THz频率范围内吸收率均大于90%.与没有注入水或没有BDS组件的吸波体相比,吸收率在90%以上的带宽有了明显提高.此外,通过调节水的温度或BDS的费米能量,吸波体的吸收带宽和强度可以独立或联合控制,而无需重新设计器件.利用水的介电常数可通过温度来调节的特性,以及BDS可通过费米能量来控制的特点,我们解释了双控吸波体的作用机理.本文采用场分析的方法来研究和阐明宽带吸收的物理机理.基于此吸波体优异的性能,本文的研究结果可能在热探测器和太赫兹成像领域有潜在的应用价值.     

带阻及低通微带滤波器的分析与设计

给出了一种简便且精确的阻抗分析法,它对探讨简便、快捷的微带滤波器设计方法,从而设计出体积小、重量轻的新型高性能滤波器具有重要的意义.本文利用阻抗分析法对连续变化的微带滤波器的传输特性进行研究,分析设计了连续变化的带阻和低通微带滤波器,给出了滤波器的形状和结构尺寸.实际制作并测试了几种典型的微带滤波器,理论结果与测试结果比较一致.